天然药物醌类化合物练习题详解

天然药物醌类化合物练习题详解引言醌类化合物是天然药物中一类具有重要生物活性的成分，广泛存在于大黄、丹参、紫草等药用植物中，兼具抗菌、抗炎、抗肿瘤等多种药理作用。掌握醌类化合物的结构分类、理化性质、提取分离及生物活性等核心知识点，是天然药物化学学习的关键环节。本文针对醌类化合物常见练习题，结合知识点进行详细解析，助力学习者深化理解、提升解题能力。一、选择题解析例题1：下列化合物中属于苯醌类的是（）A.紫草素B.大黄素C.辅酶Q₁₀D.丹参酮ⅡA考点分析：本题考查醌类化合物的结构分类（苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌）。解析思路：苯醌类化合物的母核为苯环与醌型结构（对苯醌或邻苯醌），辅酶Q₁₀的结构含苯环的醌式单元，属于典型苯醌；紫草素母核为萘环的醌结构（萘醌类），大黄素母核为蒽环的醌结构（蒽醌类），丹参酮ⅡA母核为菲环的醌结构（菲醌类）。因此答案为C。例题2：蒽醌类化合物酸性强弱的顺序是（）A.含-COOH>含2个以上β-OH>含1个β-OH>含2个以上α-OH>含1个α-OHB.含-COOH>含2个以上α-OH>含1个α-OH>含2个以上β-OH>含1个β-OHC.含1个β-OH>含2个以上β-OH>含-COOH>含2个以上α-OH>含1个α-OHD.含2个以上α-OH>含1个α-OH>含2个以上β-OH>含1个β-OH>含-COOH考点分析：本题考查蒽醌类化合物的酸性规律（与酚羟基数目、位置的关系）。解析思路：蒽醌酸性源于酚羟基（-OH）及羧基（-COOH）的解离，酸性强弱与基团的电子效应、空间位阻相关：-COOH酸性最强（羧基解离度远大于酚羟基）；β-OH（羰基间位）受空间位阻小，解离易，含2个以上β-OH时酸性强于1个β-OH；α-OH（羰基邻位）受空间位阻大，解离难，含2个以上α-OH时因电子效应叠加，酸性略强于1个α-OH，但仍弱于β-OH。因此酸性顺序为含-COOH>含2个以上β-OH>含1个β-OH>含2个以上α-OH>含1个α-OH，答案为A。二、简答题解析例题3：简述醌类化合物的颜色反应及其应用。考点分析：本题考查醌类的特征显色反应（菲格尔反应、Bornträger反应、无色亚甲蓝显色等）及应用。解析思路：醌类因共轭醌型结构可发生多种特征显色反应：1.菲格尔（Feigl）反应：醌类（苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌）在碱性条件下与醛类、邻二硝基苯共热，发生氧化还原反应生成紫色化合物，可鉴别醌类（通性反应）。2.Bornträger反应：羟基蒽醌类在碱性溶液中，酚羟基解离为氧负离子，共轭体系延长显红~紫红色，可鉴别羟基蒽醌（区分蒽醌是否含酚羟基）。3.无色亚甲蓝显色反应：苯醌、萘醌类可与无色亚甲蓝溶液反应显蓝色，可区分苯醌/萘醌与蒽醌/菲醌（薄层色谱定位）。4.对亚硝基二甲苯胺反应：9,10-蒽酮类与对亚硝基二甲苯胺在碱性条件下缩合显绿色，可鉴别蒽酮/蒽酚类（区分蒽醌与蒽酮型结构）。例题4：简述醌类化合物的提取方法及依据。考点分析：本题考查醌类的提取原理（溶解性、酸性等）与方法（有机溶剂提取、碱提酸沉、水蒸气蒸馏等）。解析思路：醌类提取需结合结构（极性、酸性）与存在形式（游离态/苷类）选择方法：1.有机溶剂提取法：游离醌类（脂溶性）溶于甲醇、乙醇、氯仿等，醌苷类（极性大）溶于甲醇、乙醇、水，可用甲醇/乙醇回流提取（游离醌+苷类）或氯仿/乙醚提取游离醌。2.碱提酸沉法：羟基蒽醌类具酸性，可溶于碱性溶液（如5%NaOH），加酸后酸性降低游离析出，适用于游离羟基蒽醌（如大黄蒽醌）的提取。3.水蒸气蒸馏法：挥发性苯醌、萘醌（如紫草素）具挥发性，可随水蒸气蒸馏，适用于小分子、挥发性醌类。4.超临界流体萃取（SFE）：超临界CO₂可低温提取热敏性醌类（如丹参酮），避免成分分解，适用于贵重、热敏性醌类。三、分析题解析例题5：某天然药物中分离得到一蒽醌类化合物，结构如下（母核为蒽醌，C-1、C-3、C-8位各连1个-OH，C-6位连1个-COOH）。请分析：（1）该化合物的酸性强弱及在pH梯度萃取中的行为；（2）该化合物的显色反应（列举2个）；（3）该化合物的生物活性（推测方向）。（1）酸性与pH梯度萃取行为解析：该化合物含1个-COOH（C-6）、3个-OH（C-3为β-OH，C-1、C-8为α-OH）。酸性顺序：-COOH（最强）>β-OH（C-3）>2个α-OH（电子效应叠加，酸性强于1个α-OH）。pH梯度萃取行为：加5%NaHCO₃：-COOH解离，化合物溶于水相，酸化后析出；加5%Na₂CO₃：β-OH（C-3）解离，化合物溶于水相；加1%NaOH：α-OH（C-1、C-8）解离，化合物溶于水相。（2）显色反应解析：Bornträger反应：含羟基蒽醌结构，加碱后显红~紫红色；菲格尔反应：醌类通性反应，加醛类、邻二硝基苯并碱热，显紫色；FeCl₃反应：酚羟基与FeCl₃络合，显蓝~紫色（多羟基蒽醌）。（3）生物活性推测解析：羟基蒽醌类（含-COOH、多羟基）常见生物活性：抗菌、抗病毒：抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等；抗炎、免疫调节：抑制炎症介质（如NO、TNF-α）；抗肿瘤：诱导肿瘤细胞凋亡、抑制增殖；肠道调节：游离蒽醌具弱泻下作用，调节肠道功能。总结醌类化合物的习题解析需紧扣结构-性质-应用逻辑链：结构分类决定反应类型，酸性规律指导提取分离，生物活性与结构（羟基数目、位置）密切相关。学习者需熟练掌握核心知识点（